本世紀(jì)初，金川集團(tuán)股份有限公司開始在新能源領(lǐng)域謀劃部署，進(jìn)行電池材料技術(shù)研發(fā)儲備。2020年12月份，國務(wù)院發(fā)布《新時代的中國能源發(fā)展》白皮書，金川集團(tuán)順應(yīng)碳減排全球環(huán)境治理大背景，搶抓“綠色能源”發(fā)展新機(jī)遇，進(jìn)一步加快三元正極材料、鋰電池銅箔、電池極片用純鎳帶材等電池材料產(chǎn)品研發(fā)和業(yè)務(wù)拓展。通過對金川集團(tuán)電池材料產(chǎn)業(yè)的走訪，筆者發(fā)現(xiàn)，隨著電池材料產(chǎn)業(yè)上下游配套項目逐步建成，一條從鎳鈷資源開采到廢舊電池回收利用，從工藝技術(shù)研發(fā)再到產(chǎn)品認(rèn)證式開發(fā)的電池材料產(chǎn)業(yè)鏈正加速形成閉環(huán)。

中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2021年1—10月份，我國新能源汽車銷量達(dá)254.2萬輛，同比增長176.6%。中國新能源汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)6年位列全球第一。

近年來，新能源汽車行業(yè)的高歌猛進(jìn)，帶動了上游電池及電池材料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2021年6月份，甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布《關(guān)于培育壯大新能源產(chǎn)業(yè)鏈的意見》，指出要重點發(fā)展電池級硫酸鎳、三元前驅(qū)體等關(guān)鍵新材料產(chǎn)業(yè)。

搶抓新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，借勢助推綠色高質(zhì)量發(fā)展。金川集團(tuán)依托豐富的鎳鈷資源和成熟的有色金屬冶煉加工技術(shù)，發(fā)力新能源電池材料產(chǎn)業(yè)，以三元前驅(qū)體、球形氫氧化鎳等電池材料技術(shù)研發(fā)和擴(kuò)能增產(chǎn)為重心，配套實施一系列產(chǎn)業(yè)上下游項目，不斷延伸壯大電池材料產(chǎn)業(yè)鏈。

發(fā)力三元

保供增產(chǎn)提高影響力

走進(jìn)蘭州金通儲能動力新材料有限公司（以下簡稱金通公司）金昌分公司三元前驅(qū)體生產(chǎn)車間，一臺臺反應(yīng)釜、一排排壓濾機(jī)矗立，發(fā)出隆隆響聲，锃亮的綠色地面倒映著部分機(jī)械的輪廓。現(xiàn)場看不到一名工人，也沒有流出系統(tǒng)的物料，整個生產(chǎn)線像被一只無形的“大手”精準(zhǔn)操控運轉(zhuǎn)著。

金川科技技術(shù)質(zhì)量部經(jīng)理丁冬久介紹，金通公司是金川集團(tuán)蘭州金川新材料科技股份有限公司（以下簡稱金川科技）全資子公司，擁有多條三元前驅(qū)體（新能源汽車動力電池三元正極材料的前端產(chǎn)品）生產(chǎn)線，并在三元前驅(qū)體量產(chǎn)自動化集成控制、低雜質(zhì)含量前驅(qū)體制造、高產(chǎn)能三元前驅(qū)體合成等生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備方面具有明顯優(yōu)勢。

2021年3月份，金通公司10萬噸動力鋰離子電池用三元前驅(qū)體項目一期工程建成投產(chǎn)。同年9月份，該公司產(chǎn)量已突破3.1萬噸，其中60%直接或間接出口。金通公司一位項目負(fù)責(zé)人說：“目前，我們正在對現(xiàn)有生產(chǎn)線進(jìn)行擴(kuò)能改造，建成后三元前驅(qū)體產(chǎn)能將提升30%以上。”

與此同時，金川集團(tuán)鎳精煉加壓系統(tǒng)優(yōu)化提升技術(shù)改造項目、電池級硫酸鎳項目擴(kuò)能改造項目等一批電池正極材料產(chǎn)業(yè)配套項目正加快建設(shè)，建成后將為產(chǎn)業(yè)下游精加工、產(chǎn)品高端化等方面提供可靠保證。

聚焦鎳氫

研發(fā)攻關(guān)提升產(chǎn)品競爭力

透過高倍光學(xué)顯微鏡，一顆顆亮晶晶的淺綠色小圓球呈現(xiàn)在眼前，大大小小緊挨著，密密排列。

“這些小球直徑只有10微米，比頭發(fā)絲還要細(xì)，流動性極好。”金川集團(tuán)粉體材料公司球鎳車間主任高文斌看著顯微鏡下球形氫氧化鎳成像圖，向筆者介紹說。

球形氫氧化鎳是鎳氫電池的正極材料，廣泛應(yīng)用在電動工具、小型無人機(jī)等民用電池領(lǐng)域和新能源汽車用動力電池領(lǐng)域。“最常見的就是我們?nèi)粘Ｓ玫目沙潆?號電池。”高文斌拿起電池檢測線上一節(jié)圓柱電池說。

2019年，粉體材料公司在原有球鎳產(chǎn)品基礎(chǔ)上，通過一系列技術(shù)攻關(guān)成功研發(fā)出新能源電池覆鈷正極材料，并通過性能檢測、客戶認(rèn)證，目前已投入量產(chǎn)。同時，該公司多種正極材料產(chǎn)品已通過歐盟認(rèn)證，年總產(chǎn)量2800噸。

“但鎳氫電池關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)比較成熟，市場需求增速減慢，產(chǎn)品升級動力不足，存在被替代的風(fēng)險。”高文斌告訴筆者。

對此，粉體材料公司瞄準(zhǔn)新能源儲能市場，積極與國內(nèi)知名院校合作開發(fā)新型儲能電池關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建儲能電池材料產(chǎn)學(xué)研一體化平臺，生產(chǎn)出更加安全、長壽、低廉、高效的新型電池，不斷提升產(chǎn)品市場競爭力。

邁向“正極”

延伸電池材料產(chǎn)業(yè)鏈

在距離金昌2200多公里外的江蘇省南通瑞翔新材料科技有限公司（以下簡稱南通瑞翔）工廠內(nèi)，來自金通公司的三元前驅(qū)體正源源不斷地送進(jìn)電池正極材料生產(chǎn)線，經(jīng)過進(jìn)一步加工，這里產(chǎn)出的電池正極材料陸續(xù)銷往國內(nèi)外部分電池龍頭企業(yè)。

南通瑞翔是一家專業(yè)從事鋰離子電池正極材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，也是國內(nèi)正極材料市場占有率排名前10強(qiáng)企業(yè)。2018年，金川集團(tuán)蘭州科技園有限公司入股南通瑞翔，金川集團(tuán)電池材料產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步延伸壯大。

據(jù)南通瑞翔副總經(jīng)理趙云虎介紹，今年電池正極材料整體銷售量將達(dá)到25000噸以上，預(yù)計同比增長接近150%。鋰電池用材料銷量差不多已經(jīng)達(dá)到15億瓦時，約可裝配50萬輛混合動力和20萬輛純電動汽車。

依托金川集團(tuán)資源和冶煉優(yōu)勢，南通瑞翔加快電池正極材料研發(fā)和擴(kuò)能?，F(xiàn)在，三元正極材料的生產(chǎn)研發(fā)已覆蓋3系、5系、6系、7系、8系、9系全系列產(chǎn)品，尤其在高功率三元正極材料、中鎳低鈷正極材料領(lǐng)域具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢，成為行業(yè)標(biāo)桿產(chǎn)品。錳酸鋰及多個三元正極材料生產(chǎn)線也正在規(guī)劃建設(shè)，產(chǎn)能在未來2—3年將會有快速增長。

緊跟市場

研發(fā)創(chuàng)新永遠(yuǎn)在路上

“搞技術(shù)研發(fā)不能像從前了！”電話那頭金川科技材料研究院院長蔣曉鋒感嘆，“市場瞬息萬變，現(xiàn)在兩三年就有新技術(shù)、新產(chǎn)品涌現(xiàn)。”

受產(chǎn)業(yè)下游不同應(yīng)用市場需求驅(qū)動，我國鋰離子電池正極材料經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段是消費電池驅(qū)動鈷酸鋰需求的增加；第二階段是新能源汽車市場的快速增長帶來磷酸鐵鋰的上升；第三階段是國家政策的推動和新能源汽車市場化加快過程中對長里程的需求，使三元材料逐步成為市場需求主導(dǎo)。

下游產(chǎn)品更新迭代所帶來的新材料、新技術(shù)壓力層層傳導(dǎo)至電池材料研發(fā)這一環(huán)，迫使金川技術(shù)人員不得不加快研發(fā)腳步。“好在這一領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)方向是比較清晰的，就是高能量、高密度、可快充、高安全、長壽命。”蔣曉鋒補(bǔ)充說。

沿著這一方向，金川集團(tuán)鈷酸鋰用四氧化三鈷、三元前驅(qū)體、三元正極材料等產(chǎn)品經(jīng)歷多次創(chuàng)新升級，并建立起面向客戶的、高效協(xié)同的新產(chǎn)品研發(fā)體系。

近年來，金川集團(tuán)牽頭制訂鎳鈷錳三元素復(fù)合氫氧化物國家標(biāo)準(zhǔn)、制訂四氧化三鈷有色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并成功獲批國家鎳鈷新材料工程技術(shù)研究中心、高性能電池材料國家地方聯(lián)合工程實驗室、先進(jìn)儲能材料國家工程中心等國家級創(chuàng)新平臺。